The response surface methodology accompanied by Central Composite Design (CCD) was employed in this study to optimize the Alternanthera spp-based phytoremediation process for the individual removal of acetaminophen and methylparaben. Two operational variables, including concentration (A) (20, 60,100 mg/L) and sampling time (B) (7, 14, 21, and 35 days) were involved in the study for removal efficiency (Y) as response. CCD had required a total of 18 experiments for each compound. Analysis of variance (ANOVA) was conducted to verify the adequacy of the proposed mathematical models and revealed good agreement with the experimental data. The observed R2 values (0.9732 and 0.9870), adjusted R2 (0.9620 and 0.9816) and predicted R2 (0.9383 and 0.9721) for AC and MP, respectively, indicated that the developed models were significant at the 95% probability level. Concentration factor was found to be insignificant in the mathematical models; in contrast, sampling time was found to be of a crucial role. The removal of AC and MP were 89.23% and 64.48% under optimum conditions of A = 100 mg/L and B = 35 days respectively. The validation test confirmed the predicted results obtained by Central Composite Design, as the removals achieved under optimum conditions were 91.04% and 59.17% for AC and MP, respectively, which were in good agreement with the results proposed by the theoretical design.
Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) discharged into environment has several adverse impacts. PPCPs are widely utilised for veterinary as well as cosmetic and personal health reasons. These are members of the expanding class of substances known as Contaminants of Emerging Concern (CECs). Antibiotic resistance in the environment and garbage generated by PPCP endanger life. The World Health Organisation (WHO) now recognises antibiotic resistance as a significant global health problem due to the expected increase in mortality caused by it. In the past ten years, mounting data has led experts to believe that the environment has a significant impact on the development of resistance. For human diseases, the external environment serves as a source of resistance genes. It also serves as a major pathway for the spread of resistant bacteria among various habitats and human populations. Large-scale DNA sequencing methods are employed in this thesis to better comprehend the dangers posed by environmental antibiotic resistance. The quantification of the number is an important step in this process. Metagenomic measurement of the number of antibiotic resistance genes in various contexts is a crucial step in this process. However, it’s also crucial to put this data into a broader context by integrating things like taxonomic information, antibiotic concentrations, and the genomic locations of found resistance genes.
The article presents lifestyle as an important factor determining the quantity and quality of municipal wastewater. The characteristic of wastewater in Poland has changed significantly in recent years. The qualitative characteristics of municipal wastewater indicate an increase of organic compounds and in the scope of micro-contaminants identified in them, e.g. nanoparticles, microplastics, pharmaceutical and personal care products or heavy metals. Therefore, the knowledge of parameters such as: BOD5, COD, total N, total P and suspension solids is no longer sufficient for the design and operation of wastewater treatment systems. Comprehensive research in this area is necessary to select those indicators that better describe the characteristics of wastewater.
The use of excessive amounts of personal protective equipment and pharmaceuticals in medicine, veterinary and animal husbandry contributes to environmental pollution. The pollution of the aquatic environment with these compounds has become a global problem. The action of chemical substances on animals and plants is not neutral. In addition, the literature informs that at the present time wastewater treatment plants are not able to clean wastewater from pharmaceuticals and personal care products, which causes the discussed compounds to enter the aquatic environment. In the case of hardly decomposing compounds, their accumulation occurs in aquatic ecosystems. These substances are also taken up by plants and can be accumulated by them. Biologically active compounds negatively affect the growth and development of plants, their fresh mass, reduce the rate of plant growth, affect the activity of plant enzymes and cause eutrophication of water reservoirs through changes in plant development. Pharmaceuticals have multi-directional effects on living organisms. On microorganisms by creating drug resistance, on fish through changes in secondary sexual characteristics, they have a calming and relaxing effect on their muscles. They cause changes in the behavior of some fish species. In addition, they cause the production of microbial strains that are resistant to their action, and this is a problem when combating diseases with a microbiological basis. Some wastewater produced by the pharmaceutical industry is characterized by an increased content of nitrogen compounds. With the simultaneous content of pharmaceutical substances in them, they can negatively affect the nitrification processes. Pharmaceuticals get into groundwater and end up in tap water. Literature states that drugactive substances, drugs can be found even in drinking water. The study of this type of xenobiotics is difficult, among others due to the variability of concentrations depending on the season or even the time of day. At the same time, monitoring of the environment leads to the detection of not only therapeutic substances, their concentrations, but it can be used to study negative impact on vegetation with simultaneous control of vegetables and fruits introduced for sale and effective removal of compounds from sewage, water and land.
PL
Stosowanie nadmiernej ilości środków ochrony osobistej oraz farmaceutyków w medycynie, weterynarii, hodowli zwierząt przyczynia się do zanieczyszczenia środowiska naturalnego, a zanieczyszczenie środowiska wodnego wymienionymi związkami stało się problemem globalnym. Działanie substancji chemicznych na zwierzęta i rośliny nie jest obojętne. Dodatkowo w literaturze przedmiotu można znaleźć informuje, iż obecnie oczyszczalnie ścieków nie są w stanie oczyszczać ścieków z farmaceutyków oraz produktów do pielęgnacji ciała, co powoduje, że omawiane związki przedostają się do środowiska wodnego. W przypadku trudno rozkładających się związków następuje ich akumulacja w ekosystemach wodnych. Substancje te także są pobierane przez rośliny i mogą być przez nie akumulowane. Związki biologicznie czynne wpływają negatywnie na wzrost i rozwój roślin, na świeżą ich masę, obniżają tempo wzrostu roślin, wpływają na aktywność enzymów roślinnych i powodują eutrofizację zbiorników wodnych poprzez zmiany w rozwoju roślin. Farmaceutyki wpływają wielokierunkowo na organizmy żywe, a mianowicie na mikroorganizmy poprzez kreowanie lekooporności, na ryby poprzez zmiany drugorzędnych cech płciowych, działają uspokajająco i rozluźniająco na ich mięśnie. Powodują również zmiany w zachowaniu niektórych gatunków ryb. Ponadto, powodują wytwarzanie się szczepów drobnoustrojów opornych na ich działanie, a to stanowi problem podczas zwalczania chorób o podłożu mikrobiologicznym. Niektóre ścieki produkowane przez przemysł farmaceutyczny charakteryzują się podwyższoną zawartością związków azotu. Przy jednoczesnej zawartości w nich substancji farmaceutycznych mogą negatywnie wpływać na procesy nitryfikacji. Farmaceutyki przedostają się do wód podziemnych i trafiają do wody wodociągowej. Literatura podaje, że substancje aktywne leków, narkotyków spotkać można nawet w wodzie pitnej. Badanie tego typu ksenobiotyków jest utrudnione, między innymi ze względu na zmienność stężeń uzależnionych od pory roku, a nawet od pory dnia. Jednocześnie monitoring środowiska prowadzi do wykrycia nie tylko substancji leczniczych, ich stężeń, ale może być wykorzystywany do badania negatywnego wpływu na roślinność przy jednoczesnej kontroli wprowadzonych do sprzedaży warzyw czy owoców oraz w skutecznym usuwaniu związków ze ścieków, wód i gruntów.
Każda instalacja basenowa powinna zapewniać prawidłową i stałą cyrkulację wody w systemie obiegu zamkniętego, która umożliwia przedłużenie czasu całkowitej wymiany wody nawet do 1 roku. Praca takiego systemu może jednak potencjalnie powodować podwyższenie stężenia małocząsteczkowych mikrozanieczyszczeń w układzie oczyszczania wody basenowej. Celem niniejszej pracy jest potwierdzenie lub odrzucenie niniejszej tezy. W ramach badań wstępnych przeprowadzono analizę zawartości substancji organicznych i nieorganicznych w wodzie basenowej na podstawie wskaźników ogólnych takich jak OWO, absorbancja UV254 i przewodność właściwa. W zasadniczym etapie badań, próbki wody basenowej pobierane z czterech różnych punktów instalacji zostały poddane analizie chromatograficznej w celu oznaczenia małocząsteczkowych mikrozanieczyszczeń organicznych. Badaniu poddano także wodę wodociągową stosowaną do napełnienia niecki i regularnego uzupełniania strat objętości. Badanie to miało na celu wykluczenie wody wodociągowej jako potencjalnie możliwego źródła pochodzenia zanieczyszczeń w wodzie basenowej. Przeprowadzone badania wstępne wykazały niemal dwukrotny wzrost zawartości ogólnego węgla organicznego oraz absorbancji UV254 po sześciu miesiącach, co niewątpliwie świadczy o możliwości gromadzenia się zanieczyszczeń organicznych w systemach cyrkulacji wody basenowej. Tego zjawiska nie zaobserwowano w przypadku związków nieorganicznych. W wyniku analiz chromatograficznych w wodzie basenowej oznaczono farmaceutyki i pozostałości kosmetyków. Stwierdzono, że w układzie oczyszczania wody basenowej miejscem największego gromadzenia się farmaceutyków jest zbiornik przelewowy, a pozostałości kosmetyków niecka basenowa. Na omawiane zjawisko ma wpływ czas trwania filtrocyklu.
EN
Each pool installation should ensure proper and constant circulation of water in a closed circuit system. However, the operation of such a system can potentially cause the accumulation of small -molecule micropollutants in the pool water treatment system. The aim of this work is to confirm or reject this argument. As part of preliminary tests, the content of organic and inorganic substances in swimming pool water was analyzed based on general indicators such as TOC, UV254 absorbance and conductivity. In the main stage of the research, pool water samples collected from four different points of the swimming pool installation were subjected to chromatographic analysis to determine the small-molecule micropollutants. The tap water used to fill the basin and regular replenishment of volume losses was also tested. This study was intended to exclude the tap water as a potential source of contamination in the pool water. Preliminary studies have shown almost a two-fold increase in the total organic carbon content and absorbance UV254 at the turn of six months, which undoubtedly indicates the accumulation of organic pollutants in pool water circulation systems. It was not observed in the case of inorganic compounds. As a result of the chromatographic analyzes of the pool water, the content of pharmaceuticals and personal care product was determined. It was found that the compensation tank is the place of the highest accumulation of the tested pharmaceuticals in the pool water treatment system , while the cosmetics component accumulated in the pool basin to the greatest degree. It was affected by the duration of the filter cycle.
Five cosmetics wastewater samples were treated by Dissolved Air Flotation (DAF) assisted by coagulation. Different aluminum based coagulants were used: (Al2(SO4)3, Al 1019, Al 3010, Al 3030, Al 3035, PAX 16 and PAX 19). The raw wastewater COD values were in the range 285–2124 mg/l. The efficiency of DAF depended on different coagulants and production profile of factory. COD removal was varied from 11.1 to 77.7%. The efficiency of coagulants was similar during treatment of particular sample. The best results were obtained with Al2(SO4)3 and for sample 5 – lotions and shampoos production. The wastewater from UV filter creams production (sample 4) was resistant to treatment by DAF regardless of used coagulant. HS-SPME-GC-MS analysis can be a confirmation of DAF effectiveness.
PL
Pięć próbek ścieków kosmetycznych zostało poddanych oczyszczaniu z wykorzystaniem flotacji ciśnieniowej wspomaganej koagulacją. Stosowano różne koagulanty na bazie glinu: Al2(SO4)3, Al 1019, Al 3010, Al 3030, Al 3035, PAX 16 and PAX 19. Wartość ChZT ścieków surowych była w zakresie 285–2124 mg/l. Skuteczność procesu flotacji ciśnieniowej była zależna od zastosowanego koagulantu i profilu produkcji fabryki kosmetyków. Skuteczność usunięcia wartości ChZT była w przedziale 11,1–77,7%. Skuteczność wszystkich koagulantów podczas oczyszczania każdej z próbek ścieków była podobna. Najlepsze rezultaty uzyskano z wykorzystaniem koagulantu Al2(SO4)3 , dla próbki 5 – ścieki pochodzące z produkcji szamponów i logionów. Ścieki z produkcji kremów z filtrem UV (próbka 4) były oporne na oczyszczanie za pomocą procesu flotacji ciśnieniowej, niezależnie od zastosowanego koagulantu. Zastosowana analiza HS-SPME-GC-MS potwierdziła skuteczność oczyszczania z wykorzystaniem flotacji ciśnieniowej.
Endocrine-disrupting compounds (EDCs) are a specific category of chemicals that attracted a great deal of public and scientific attention in the past few decades. They are proved to interfere with the endocrine system, and thus affect the growth, reproduction, homeostasis and metabolism of living organisms. They appear as a threat not only for humans but also for the wildlife. EDCs are present in plastics such as plastic food packaging, detergents, pesticides, fire retardants, heavy metals, pharmaceuticals. They are also components of personal care products, for example cosmetics like creams, soaps or UV filters, oral contraceptives, analgesics and many more. They are not always detected and eliminated in sewage treatment plants and because of that they get to the environment and with the running water into the households. In order to eliminate different contaminants, appropriate techniques have to be chosen
PL
Związki modulujące pracę hormonów estrogenowych są grupą związków chemicznych, które przez ostatnich kilka dekad zwróciły uwagę zarówno społeczeństwa, jak i naukowców. Dowiedziono, że substancje te ingerują w prawidłową pracę układu hormonalnego i zaburzają rozwój, reprodukcję, homeostazę i metabolizm żywych organizmów. Zagrażają nie tylko ludziom, ale także wszystkim żywym organizmom. Są obecne w: plastikach, między innymi plastikowych opakowaniach na żywność, detergentach, pestycydach, tworzywach ognioodpornych, metalach ciężkich, a także farmaceutykach i produktach codziennej higieny, takich jak kosmetyki - kremy czy mydła, filtry UV, doustne środki antykoncepcyjne i przeciwbólowe, a także w wielu innych produktach. Nie zawsze są wykryte i usunięte ze ścieków, a w ten sposób dostają się do środowiska i gospodarstw domowych wraz z bieżącą wodą. W celu eliminacji powyższych substancji zanieczyszczających muszą być użyte odpowiednie techniki oczyszczania ścieków.
22 representative antibiotics, including 8 quinolones (QNs), 9 sulfonamides (SAs), and 5 macrolides (MCs) were selected to investigate their occurrence and removal efficiencies in a Wastewater Treatment Plant (WWTP) and their distribution in the receiving water of the Chaobai River in Beijing, China. Water quality monitoring was performed in an integrated way at different selected points in the WWTP to explore the potential mechanism of antibiotics removal during wastewater treatment. Water quality of the Chaobai River wa s also analyzed to examine environmental distribution in a river ecosystem. The results showed that within all the 22 compounds examined, 10 antibiotics were quantifi ed in wastewater influent, 10 in effluent, and 7 in river. Sulfadiazine (SDZ, 396 ng/L) and Sulfamethazine (SMZ, 382 ng/L) were the dominating antibiotics in the influent. Both the conventional treatment and advanced Biological Aerated Filter (BAF) system was important for the removal of antibiotics from the wastewater. And the concentrations of selected antibiotics were ranged from 0–41.8 ng/L in the effluent-receiving river. Despite the fact that the concentrations were reduced more than 50% compared to effluent concentrations, WWTP discharge was still regarded as a dominant point-source input of antibiotics into the Chaobai River.
W związku ze zbliżającym się zakazem kierowania osadów ściekowych na składowiska odpadów, powracają kwestie związane z ich bezpiecznym dla środowiska stosowaniem. Do niedawna sądzono, że największy problem obecnych w osadach zanieczyszczeń chemicznych stanowią pierwiastki śladowe (głównie metale ciężkie) oraz trwałe zanieczyszczenia organiczne (WWA, PCB). Ostatnie badania wskazują jednak na szereg nowych niebezpieczeństw. Należą do nich przede wszystkim tzw. Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs): farmaceutyki (antybiotyki, środki przeciwzapalne i przeciwbólowe), produkty higieny osobistej (np. triklosan) oraz nanocząstki (np. Ag, Fe, Cu, TiO2).
EN
In view of the upcoming ban on sending sludge to landfills, the question of its environmentally safe application become more importnant. Until recently, it was believed that the biggest problem of chemical contaminants present in the sludge is posed by trace elements (mainly heavy metals) and persistent organic pollutants (PHA, PCB). However, the latest research indicates a number of new hazards. They include mainly PPCPs, i.e. Pharmaceuticals (antibiotics, anti-inflammatory and analgesic agents), Personal Care Products (e.g. triclosan) and nanoparticles (e.g. Ag, Fe, Cu, TiO2).
Prowadzone obecnie na całym świecie badania wykazują powszechne występowanie w ściekach, wodach powierzchniowych i wodzie pitnej substancji pochodzenia antropogenicznego (ksenobiotyków). Szczególna grupa ksenobiotyków zwana PPCPs (Pharmaceutical and Personal Care Products) obejmuje farmaceutyki i środki higieny osobistej. Zanieczyszczenia z grupy PPCPs stanowią poważny problem ponieważ już w małych ilościach stwarzają zagrożenie dla prawidłowego funkcjonowania organizmów wodnych. Dlatego PPCPs są obecnie przedmiotem intensywnych badań. W publikacji przedstawiono wyniki badań dotyczących występowania PPCPs w ściekach oraz wodach powierzchniowych na całym świecie.
W pracy dokonano przeglądu piśmiennictwa dotyczącego skuteczności fizykochemicznych i chemicznych metod oczyszczania ścieków kosmetycznych. Omawiane procesy mogą być głównym stopniem oczyszczania ścieków, bądź etapem poprzedzającym oczyszczanie biologiczne. Wyniki uzyskiwane przez poszczególnych autorów trudno ze sobą porównać ze względu na bardzo dużą różnorodność składu i stężeń zanieczyszczeń. O doborze metody oczyszczania powinny decydować skład ścieków i wymagania dotyczące stopnia oczyszczenia ścieków.
EN
The paper is a review of literature on the effectiveness of physicochemical and chemical methods of cosmetic wastewater treatment. These methods may be the principle level of treatment, or be a stage prior to biological treatment. The result obtained by different authors is difficult to compare because of the very high variability of the composition and concentrations of pollutants in wastewater. The selection of treatment methods should be decided by the composition of wastewater and legal requirements that must be met before discharge of wastewater into the receiver.
The article contains a brief characteristic of the compounds counted among PPCPs (Pharmaceuticals and Personal Care Products) and EDCs (Endocrine Disrupting Compounds) along with the presentation of their removal methods used in typical WWTPs (Wastewater Treatment Plants), WTPs (Water Treatment Plants) as well as different methods examined in laboratory conditions. The article also shows the results of the tests on decomposition of the selected compounds (clofibric acid, bisphenol A) in model water solutions with the use of advanced oxidation technique - ozonation. The compounds were selected because of their commonness and large volume of production. The main purpose of the research is to design an appropriate equipment generating ozone that could be used in a technical scale. The mechanisms of the compounds migration as well as their sources in the environment are described in the article. Further studies concerning identification of the by products of these compounds decomposition as well as recognition of the precise mechanisms occurring during different methods application need to be examined in the future.
PL
Artykuł zawiera krótką charakterystykę związków zaliczanych do grupy PPCP (Farmaceutyki i produkty pielęgnacyjne) i EDC (związki endokrynnie czynne) wraz z przedstawieniem metod ich usuwania stosowanych w typowych zakładach oczyszczalni ścieków, stacjach uzdatniania wody jak również opisem innych metod analizowanych w warunkach laboratoryjnych. Artykuł przedstawia także wyniki badań rozkładu wybranych związków (kwas klofibrowy, bisfenol A) w modelowych roztworach wodnych przy użyciu zaawansowanej techniki utleniania - ozonowania. O wyborze związków do badań zadecydowała głównie ich powszechność występowania oraz znaczna produkcja. Głównym celem badań jest zaprojektowanie odpowiedniej aparatury wytwarzającej ozon, która może być zastosowana na skalę techniczną. Dodatkowo w artykule opisano mechanizmy migracji tych związków wraz z określeniem ich źródeł w środowisku. Dalsze etapy badań obejmują identyfikację produktów pośrednich rozkładu analizowanych związków, a także poznanie dokładnego mechanizmu zachodzącego podczas stosowania różnych metod degradacji.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this study, the main objective was to investigate the possibilities of the removal PPCPs (pharmaceuticals and personal care products) in the SBRs at the sludge ages of 20 and 10 days and at the two different temperatures 10°C and 20°C. The pharmaceuticals and personal care products can appear in the aquatic environment in several ways: via urine and faeces, by direct use of manure as fertilizer and also by inappropriate storage of the mentioned products. The obtained results showed, that the highest removal was gained for acidic compounds (ibuprofen, ketoprofen and naproxen). At the sludge age 20 d ibuprofen was degraded in above 90%, but at the sludge age 10 d, it was removed at the same level only at the temperature of 20°C. Moreover, it can be stated, that removal of some PPCPs shows strong correlation with sludge age. The following compounds showed higher removal at the longer sludge age: iopromide, DAMI, ibuprofen, bezafibrate, ketoprofen and pentoxifyllin. Furthermore, at the sludge age 10 d the emphatic correlation temperature – removal is observed for ibuprofen, ketoprofen and bezafibrate.
PL
Głównym celem pracy było przeprowadzenie badań dotyczących możliwości usuwania substancji farmaceutycznych ze ścieków przy użyciu reaktora typu SBR o różnych wiekach osadu czynnego (10 i 20 d) w temperaturze 10°C i 20°C. Największą podatność na degradację uzyskano dla ibuprofenu, ketoprofenu i naproxenu. Przy wieku osadu równym 20 d usunięcie ibuprofenu przekraczało 90% w obu badanych temperaturach, natomiast przy wieku osadu równym 10 d, ten sam poziom usunięcia otrzymano w temperaturze 20°C. Stwierdzono, że usunięcie niektórych badanych substancji farmaceutycznych (iopromid, DAMI, ibuprofen, bezafibrat, ketoprofen i pentoxifyllina) jest zależne od wieku osadu. Dodatkowo, przy wieku osadu 10 d wykazano zależność między eliminacją substancji farmaceutycznych (ibuprofen, ketoprofen, i bezafibrat) a temperaturą prowadzenia procesu.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.